Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Assessment of eggshell and CaCO3 reinforced recycled aluminium green metal matrix

Hasan L. M., Ali A. M.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2023

|

Vol. 118, nr 2

57--61

EN

Purpose In this study, an environmentally friendly metal matrix was prepared, and the influence of eggshell powder and CaCO3 particles on the tensile strength and hardness of recycled aluminium were assessed. Design/methodology/approach A matrix made of recycled aluminium was employed. Calcium carbonate and eggshells served as the study's reinforcing materials. Separately, weight percentages of 2, 4, and 8% of eggshell and calcium carbonate were used. The samples were made by sand-casting. Findings The results showed that both eggshell and calcium carbonate positively affect the hardness, yield, and ultimate tensile strength of recycled aluminium. The hardness values were improved as the percentage of the eggshell increased. The maximum hardness was achieved at 2% calcium carbonate. Similarly, the highest improvement of yield strength was for 2% CaCO3 addition, while the highest tensile strength was obtained at 8% eggshell addition. Research limitations/implications To get better results, it would be desirable to use finer eggshells than those utilized in this study. Practical implications Composites made with an aluminium matrix exhibit exceptional mechanical and physical characteristics. The most challenging obstacle to overcome is the cost of metal matrix composites. Eggshells are a by-product that could be employed as a lightweight, affordable form of reinforcement. One way to get rid of this by-product, improve composite characteristics, and lower the cost of aluminium composite is to use eggshells. Originality/value A comparative investigation was carried out to determine the effects of adding agricultural by-product eggshell, and commercial CaCO3 reinforcement material on the characteristics of recycled aluminium matrix integrated 425 µm sized eggshell and CaCO3 separately as a reinforcement material to create a metal matrix that is beneficial to the environment.

2

Effect of carbon nanotubes content on morphology and properties of AlMg1SiCu matrix composite powders

Dobrzański L., Macek M., Tomiczek B.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2014

|

Vol. 69, nr 1

12--18

EN

Purpose: The main purpose of this work is to determine morphology, as well as technological and mechanical properties of aluminium matrix powder reinforced with multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) using powder metallurgy techniques. Dispersion of the multi-walled carbon nanotubes was achieved by using mechanical milling in a high energy ball mill. The addition of MWCNTs cause significant improvement in mechanical properties of Al/MWCNTs nanocomposites what is confirmed with more than a threefold increase in the hardness of composite powders, as compared to this value before milling. Design/methodology/approach: The main problem of the study is the agglomeration and poor distribution of carbon nanotubes in the matrix material. In order to achieve uniform dispersion of carbon nanotubes in aluminium alloy matrix mechanical milling was used. Additional problem is possible formation of the brittle aluminium carbides in the result of reaction between carbon nanotubes and aluminium particles. Findings: On the basis of micro-hardness testing has found that a small addition of carbon nanotubes in an amount of 0.5% by volume increases composites hardness by 13%, while the addition of carbon nanotubes in an amount of 5% by volume results in an increase of 37%.Practical implications: Composite powders carbon nanotubes were prepared using powder metallurgy method which shows the practical implications in manufacturing of nanocomposites. Originality/value: The investigation results shows that the technology of composite materials manufacturing can find the practical application in the production of new light metal matrix composites. It was found that carbon nanotubes, used as reinforcing phase, have influence on the properties of metal matrix composites.

3

Charakterystyka właściwości kompozytu AK52/SiC uzyskanego metodą impulsowo-plazmowego spiekania

Suśniak M., Kołacz D., Lis M., Karwan-Baczewska J., Skrzekut T.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2013

|

R. 58, nr 8

447-453

PL

Prezentowane wyniki obejmują badania strukturalne, pomiary twardości i mikrotwardości oraz badania wytrzymałości na ściskanie kompozytu AK52/SiC otrzymanego metodami metalurgii proszków. Materiał wyjściowy wytworzono z wiór stopu AK52 (AlSi5Cu2) z dodatkiem węglika krzemu (SiC) w procesie mechanicznej syntezy. Uzyskano drobnoziarnisty proszek o jednorodnym rozmieszczeniu twardych cząstek ceramicznych w osnowie aluminium. Proces konsolidacji przeprowadzono metodą impulsowo-plazmowego spiekania, co w krótkim czasie pozwoliło otrzymać wypraski o dobrych właściwościach mechanicznych i jednorodnej strukturze. Dodatek twardych cząstek SiC powoduje wzrost twardości i wytrzymałości wytworzonych próbek. Analiza strukturalna potwierdziła jednorodną strukturę i drobnoziarnistość otrzymanych wyprasek.

EN

The paper presents investigations on possibility of using powder metallurgy processing for producing a composite structure, obtained by introducing SiC into recycled aluminium alloy by means of spark plasma sintering. The mixtures of SiC (0 and 20 wt% ) particles and AK52 (AlSi5Cu2) aluminum alloy chips were subjected to mechanical alloying throughout 40 hours. This lead to homogenous composite powder with particle size of about 3 mm, granular shape and uniform distribution of reinforcement particles into aluminum matrix. Higher amount of silicon carbide and longer time of processing allow to obtain a final overall microhardness of about 500 HV0.025. This is basically due to the strain hardening effect during MA and to the achievement of an homogeneous distribution of reinforcement in the composite powder. The prepared and identified powder mixtures (AK52+ (0 and 20 wt%) SiC) were finally densified by the spark plasma sintering method. The powders were embedded into the matrix with graphite cover and sintered at 450 [degrees]C, under 32 MPa by 5 min. The porosity investigations show that the AK52+20SiC consolidated compact was fully densified under these consolidation conditions while powders without addition of SiC has higher porosity results. The microstructure of compacted powders was examined by scanning electron microscopy (SEM) and light optical microscopy and reveals uniform structure of sintered composite powder. The Vickers hardness (HV5) tests increases with the addition of SiC particles. Hardness is a property related to the material resistance against plastic deformation which was confirmed by compression test. Content of SiC addition allows to increase stress but ductility of composite samples is still very low. Spark plasma sintering process is an effective consolidation method to obtain dense AK52/SiC composites with homogeneous structure and advanced mechanical properties.

4

Aluminiowe kompozyty heterofazowe przeznaczone na tłoki do sprężarek powietrza

Dyzia M., Dolata-Grosz A., Wieczorek J., Śleziona J., Starczewski M., Złotecki M.

Archives of Foundry Engineering

|

2011

|

Vol. 11, iss. 2 spec.

35--38

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań powierzchni odlewów kompozytowych kształtowanych w procesie odlewania kokilowego. W ramach realizacji projektu badawczo rozwojowego w Katedrze Technologii Materiałów Politechniki Śląskiej, zbudowano stanowisko umożliwiające wytworzenie w jednym cyklu produkcyjnym ponad 50 kg zawiesiny kompozytowej. Wykonane w warunkach przemysłowych odlewy do formy z rdzeniem wewnętrznym pięciodzielnym zamontowanej w kokilarce GM110 potwierdziły możliwość formowania metodami odlewniczymi tłoków kompozytowych. Odlewy wykonane z kompozytu AlSi7Mg/SiC i kompozytu heterofazowego AlSi7Mg/SiC+Cg zgodnie z procedurą technologiczną zakwalifikowano jako, poprawne i przeznaczono do obróbki mechanicznej kształtującej właściwe powierzchnie robocze tłoka do sprężarki powietrza. Wykonano badania porównawcze dla odlewów z niezbrojonego stopu AlSi7Mg i odlewów kompozytowych. Do oceny zdolności do wypełnienia wnęki formy i dokładności odwzorowania kształtu wykorzystano profilograf FRT analizując odległości pomiędzy środkami rowków na powierzchni płaszcza tłoka. Badania te potwierdziły różnice w lejności niezbrojonego stopu osnowy i zawiesin kompozytowych. Różnica w dokładności odwzorowania wymiarów formy nie dyskwalifikuje materiałów kompozytowych, wszystkie odlewy zostały zakwalifikowane jako poprawne i przeznaczone do obróbki mechanicznej.

EN

The article presents the results of surface test of composite shaped in the permanent mould casting process. As part of the research and development project realized in the Department of Materials Technology at the Silesian University of Technology, a pilot plant scale stand was built to manufacture of more than 50 kg suspensions in a single technological cycle. Made in industrial conditions castings to form in the five inner core mould mounted in GM110 permanent mould casting machine confirmed the possibility of the shaping the composite pistons. Castings made from composite suspension AlSi7Mg/SiC and AlSi7Mg/SiC + Cg according to the technology procedure were classified as correct and devoted to the proper machining forming working surfaces of the piston to the air compressor. Comparative tests were performed for the casting of unreinforced AlSi7Mg alloy and composite castings. To assess the ability to fill the mold cavity and the accuracy of mapping used in contour shape FRT analysis of the distance between the grooves on the surface of the piston skirt. Studies have confirmed the differences in the fluidity of alloy matrix and composites suspensions. The difference in the accuracy of the dimensional mapping mould does not disqualify of composite materials, all castings are classified as correct and used for machining.

5

Aluminium composite casting dispersion reinforced with iron-aluminium and silicon carbide phases

Formanek B., Piątkowski J., Szymszal J.

Archives of Foundry Engineering

|

2010

|

Vol. 10, iss. 4

35--38

EN

Aluminium matrix composite with dispersion-reinforced, made by similar to stircasting process was characterised. The mixture of powders was produced by the process of mechanical agglomeration of powdered FexAly and SiC with aluminium. The chemical composition of agglomerates was selected in a way such as to obtain 25 wt.% reinforcement of the AlSi9Cu4 silumin matrix. Applying thermal analysis ATD, the alloy solidification process was determined, reading out the typical solidification parameters. The methods of light and scanning microscopy were used to reveal the structure of composite casting. Changes in chemical composition and phase composition of particles of the FeAl intermetallic phase in aluminium matrix were confirmed. The structure of silumin casting with matrix containing microregions of ceramic and intermetallic phases, typical of hybrid reinforcements, was obtained.

6

Rola przeciwpróbek w procesie zużywania węzłów tarcia z kompozytami aluminiowymi

Biało D.

Kompozyty

|

2006

|

R. 6, nr 1

15-19

PL

Przedstawiono wyniki badań nad wpływem materiału przeciwpróbek na przebieg zużywania obu partnerów pary trącej w węzłach tarcia, tj. kompozytowych próbek i przeciwpróbek. Do badań użyto kompozytów na osnowie Al-20%Si-3%Cu-1%Mg umocnionych cząstkami Al2O3 w ilości 10%. Kompozyty wytworzono w procesie metalurgii proszków, wykorzystując wyciskanie na gorąco. Zastosowano przeciwpróbki z żeliwa szarego i ze stali stopowej o twardości 28, 40 i 58 HRC. Próby tarcia w układzie trzpień-tarcza przeprowadzono w następujących warunkach: p = 0,5-3,0 MPa, v = 1 m/s, tarcie technicznie suche. Wykazano, że twardość przeciwpróbek odgrywa istotną rolę w procesie zużywania kompozytowych próbek. Powierzchnie przeciwpróbek o mniejszej twardości ulegają "zbrojeniu" twardymi produktami zużycia i oddziałują ściernie na kompozytowe próbki, co prowadzi do kilkukrotnego wzrostu zużycia. Wraz ze wzrostem twardości przeciwpróbek zmienia się mechanizm zużywania kompozytu - występują łagodniejsze formy zużycia: adhezyjne i delaminacyjne. Podczas tarcia z kompozytem najmocniej zużywają się przeciwpróbki żeliwne i stalowe o małej twardości. Dla tych przeciwpróbek odnotowano najmniejsze wartości współczynnika tarcia.

EN

The paper shows the results of investigation on influence of countersample material on wear of both partners of friction pair i.e. composite samples and countcrsamples. This problem is usually over-looked in scientific publications. Results of research work presented by different authors are controversial, especially with regard to the effect of counter-sample material, its state and processing, hardness and surface roughness. A very important problem in wear process of composite is effect of the type and hardness of the countersample on that process. This paper is going to focus on this subject. Composite material manufactured by powder metallurgy route contains Al-20%Si-3%Cu-1%Mg matrix and reinforcing phase - Al2O3 particles with 10% vol. fraction. Figure 1 shows the microstructure of the composite, with the visible dark particles Al2O3 and the grey silicon crystals in the matrix. Countersamples made of grey cast iron (210 HB) and steel with hardness of 28, 40 and 58 HRC were used. It had shape of disc with surface roughness Ra = 0.32 žm. Tribological experiments were carried-out on the pin-on-disk apparatus at dry conditions at the following parameters: contact pressure of 0.5-3.0 MPa, friction velocity of 1 m/s, friction distance of 6000-12000 m. It was noticed that material and hardness of countersamples play significant role in wear process of composites. Figures 2 and 3 show the wear rate of composite samples versus sliding distance. The wear steadily increases with increasing sliding distance and is higher at higher contact pressure between the sample and countersample. With decreasing in the hardness of countersample the wear of composite is growing (Fig. 4). The highest wear rate was observed for grey cast iron countersample. On the soft countersample friction surface, local adhesive accretions areas of material transferred from the sample matrix were found (Fig. 5). More over the surface of the softest countersamples undergo to ,,reinforcing" with Al2O3 particles transferred from the composite during friction and act as abrasives to composite leading to few times higher wear rate {Fig. 6). For the hardest countersample build-ups on the friction surface are hardly found and only when the highest contact pressure is applied some material transfer is observed. There is not shielding of the surface by the hard particles. This results in less wear. The role of abrasion is less important and the sample surface is smoother. As a result the delamination mechanism of wear occurred. We may confirm that changing in countersamples hardness involves of several wear mechanisms: abrasive, adhesive and delamination. In Figures 6 and 7 SEM of composite worn surface undergone abrasive and delamination mechanisms of wear arc shown. During friction with composite the highest wear of countersamples is occurring for countersamples made of cast iron and steel with lowest hardness (Fig. 8). For these countersamples lowest value of friction coefficient was noticed (Fig. 9).

7

Badania wpływu wielkości cząstek zbrojących na przebieg obróbki elektroerozyjnej kompozytów aluminiowych

Perończyk J., Biało D., Oleczek M.

Kompozyty

|

2006

|

R. 6, nr 2

65-69

PL

Praca dotyczy problemów obróbki elektroerozyjnej (EDM) kompozytów na osnowie Al-20%Si-5%Fe-3%Cu-1%Mg. Kompozyty wytworzono metodą metalurgii proszków. Jako fazę zbrojącą zastosowano cząstki Al2O3 w ilości 10% obj. Cząstki miały nieregularny kształt. Ich ziarnistość wynosiła 3, 9, 23 i 53 žm. Obróbkę EDM prowadzono z zastosowaniem obrabiarki elektroerozyjnej wyposażonej w generator RLC przy różnych wartościach energii wyładowań zmieniającej się w zakresie 0,044-2,268 mJ. Określano wydajność obróbki Vw i chropowatość Ra powierzchni po obróbce. Wykazano, że dominującym parametrem wpływającym na przebieg obróbki EDM jest energia wyładowań elektrycznych Ei. Ze wzrostem Ei wzrosła wydajność Vw, a także chropowatość powierzchni kompozytów. Największą wydajność obróbki EDM wśród wszystkich badanych materiałów osiągnięto dla materiału osnowy. Budowa kompozytów ma także wpływ na przebieg obróbki EDM. Wraz ze wzrostem wielkości ziarna fazy zbrojącej wydajność Vw ulega zmniejszeniu o kilkanaście procent. Chropowatość powierzchni po obróbce jest tym większa, im większe są wymiary cząstek fazy zbrojącej.

EN

The paper deals with the problems of electrodischarge machining (EDM) of composites with Al-20%Si-5%Fe-3%Cu-1%Mg matrix. Composites were manufacturing by the powder metallurgy route in the process of cold isostatic compaction, degassing and hot extrusion. Aluminium alloy powder with above mentioned composition were gas atomized at high cooling rate of 10(4)--10(6) K 1/s. Powder particles have characteristic irregular rounded shape shown in Figure 1. Its size changes in broad range of 5-150 žm. As the reinforcing phase Al2O3 particles with average size of 3, 9, 23 and 53 žm were used. Samples had constant fraction of reinforcing phase - 10 by volume. Microstructure of the matrix powder and morphology of Al2O3 reinforcing phase are shown in Figures 2 and 3. After processing composites have homogenous structure with small silicon crystals, without porosity (Fig. 4). These composites are especially promising materials. This kind of light, temperature - resistant, wear - resistant, with low coefficient of thermal expansion has commercial potential for application in electrical equipment, automobile and aircraft industries. In Table 1 composite used in presented research is shown, its composition, hardness, UTS and coefficient of thermal expansion. Electrodischarge machining was performed using an EDEA-25 machine equipment with RLC generator. The generator had 6 modes of energy of single discharge. Ei- in the range of 0.044 to 2.268 mJ, listed in Table 2. EDM machining was curried out in a free-system i.e. the diameter of the composite sample was the same that diameter of copper electrode. The main parameters determined after the machining was: volumetric productivity Vw (mm3/min) and roughness of the machined surface expressed as Ra (žm). It was shown that energy of single discharge influence mainly on the EDM process running (Fig. 5). The higher was Ei, the higher were value of Vw. Influence of reinforcing particle size on Vw is not as strong. It was noticed that increasing particle granularity from 3 to 53 žm caused decreasing in process productivity 14 to 18% (Fig. 6). The highest productivity was for matrix material. Figure 7 shows how the discharge energy affects the surface roughness during EDM. The value of Ra increases as this energy increases. When the size reinforcing particles is growing roughness parameters Ra is also growing. Surface profilograms determined at the discharge energy of 2.268 mJ is shown in Figure 8. We can see that the higher reinforcing particle are in composites, the more rough is the surface after EDM.

8

Wybrane własności kompozytów aluminium-cząstki węglika krzemu otrzymanych z proszków w procesie kucia na gorąco i po odkształceniu na zimno

Wojtaszek M., Szczepanik S.

Kompozyty

|

2005

|

R. 5, nr 3

70-76

PL

Przedstawiono wyniki badań materiałów otrzymanych w technologii łączącej procesy metalurgii proszków oraz przeróbki plastycznej. Półwyroby do badań wytworzono w procesie kucia w temperaturze 500°C wyprasek z proszku aluminium RAI-1 oraz kompozytów na osnowie tego proszku umocnionych poprzez wprowadzenie cząstek węglika krzemu w ilości 5 i 10% obj. Uzyskane tworzywa odkształcano na zimno, stosując gnioty 8 i 25%. Badano wpływ udziału objętościowego cząstek węglika krzemu w osnowie oraz wpływ odkształcenia na zimno i jego wielkości na względną gęstość (rys. 3), twardość (rys. 4) oraz strukturę otrzymanych materiałów. Zachowanie tworzyw podczas ich odkształcania analizowano poprzez skonstruowanie dla nich krzywych płynięcia w temperaturze otoczenia oraz w podwyższonych temperaturach (rys. rys. 5 i 6). Na podstawie przeprowadzonych badań otrzymywania w procesie kucia na gorąco wyrobów z rozpylanego proszku aluminium i kompozytów na jego osnowie wzmacnianych cząstkami węglika krzemu można stwierdzić, że proponowana technologia kształtowania umożliwia otrzymanie wyrobów o wysokich gęstościach względnych, a wprowadzenie węglika krzemu obniża gęstość względną wyrobów. Wprowadzenie fazy umacniającej do aluminiowej osnowy lub odkształcanie na zimno powoduje wzrost twardości produktu. Podczas jednoosiowego ściskania tworzyw zmiany temperatury do 150°C nie spowodowały znaczących spadków naprężeń koniecznych do uzyskania danego odkształcenia, a w temperaturze 200°C naprężenie, przy którym przebiega płynięcie, znacznie się obniża. Dla osnowy i kompozytu o zawartości 5% obj. cząstek węglika krzemu odkształcenie na zimno po kuciu powoduje umocnienie materiału. W wyniku wprowadzenia do osnowy 5% obj. cząstek węglika krzemu rośnie naprężenie konieczne do uzyskania określonego odkształcenia, niezależnie od temperatury próby i wielkości gniotu na zimno po kuciu. Kompozyt o zawartości 10% obj. cząstek węglika krzemu ulega zniszczeniu w efekcie oddziaływania niższych naprężeń i odkształceń niż materiał osnowy.

EN

The work presents the results of research of materials obtained from powder using the technology that combined powder metallurgy and metal forming. Semi-finished products for the research were produced by forging the aluminium powder compacts and composite compacts containing 5 and 10 vol.% of silicon carbide particles at 500°C in closed-die. The obtained materials were cold-formed at room temperature with the reduction of height 8 or 25%. The volumetric content of the particles of SiC in the matrix and the influence of cold deformation on the relative density (Fig. 3), hardness (Fig. 4) and microstructure were investigated. Flow curves at room temperature and at elevated temperatures (Figs 5 and 6) were elaborated in order to analyse the behaviour of the materials during deformation. Basing on the realized research concerning hot forging of products obtained from aluminium powder and aluminium based composites reinforced with silicon carbide particles, it can be stated that the proposed forming technology makes it possible to obtain products showing high relative densities. It was found, that the addition of silicon carbide particles lowered the density of composite materials. Evaluation of the product microstructures qualitative confirmed density measurements results. Introducing the strengthening phase into aluminium matrix or cold forming leads to the increase of product hardness. During uniaxial compression test the change of temperature up to 150°C did not cause any significant drop in the stresses indispensable to obtain specified deformation, while at 200°C flow stress lowers significantly. In case of the aluminium matrix and composite with 5% silicon carbide volume fraction the flow stress increases, regardless of the test temperature and the amount of cold deformation after forging. Composite material with 10% silicon carbide volume fraction undergoes a failure under lower stresses and deformations when compared with aluminium matrix without silicon carbide particles.

9

Wpływ parametrów elektrycznych obróbki elektroerozyjnej na stan powierzchni kompozytów aluminiowych

Trzaska M., Perończyk J., Biało D.

Kompozyty

|

2005

|

R. 5, nr 3

51-55

PL

Praca dotyczy wysokowydajnej obróbki elektroerozyjnej (EDM) kompozytu aluminiowego za pomocą obrabiarki, wyposażonej w generator tranzystorowy. Kompozyt o osnowie Al+20%Si+3%Cu+1%Mg z fazą zbrojącą w postaci cząstek SiC wytworzono z proszków metodą wyciskania na gorąco. Faza zbrojąca o przeciętnym wymiarze cząstek 7 um stanowiła 5% objętości w kompozycie. Badano wpływ następujących parametrów elektrycznych na przebieg obróbki i stan powierzchni po obróbce: amplitudy prądu w impulsie / w zakresie 4:16 A, czasu trwania impulsu tt w zakresie 32:500 us i współczynnika wypełnienia impulsu n w zakresie 0,4:0,8. Wykazano, że wydajność obróbki Vw jest tym większa, im większe są wartości prądu i wypełnienia impulsu n. Wpływ czasu trwania impulsu ti, na wydajność występuje dopiero dla dużych wartości prądu I - wydajność Vw rośnie dla małych wartości ti. Określono wpływ parametrów elektrycznych EDM na chropowatość powierzchni. Parametry chropowatości Ra i Rz są największe przy dużych prądach I i dużym wypełnieniu impulsu n. Ponadto występuje wzrost chropowatości dla dłuższych czasów ti. Stan powierzchni po obróbce EDM oceniano na podstawie analizy powierzchni za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego i na podstawie mikroanalizy rentgenowskiej wybranych obszarów powierzchni. Stwierdzono, że na powierzchni kompozytu po obróbce występują obszary po nadtopieniu materiału i kratery po wyerodowanym materiale. Ich rozmiary zależą od elektrycznych parametrów obróbki EDM. Stwierdzono, że warstwa powierzchniowa kompozytu po obróbce ulega wzbogaceniu w węgiel pochodzący z rozkładu nafty stosowanej w procesie jako dielektryk. Badania porównawcze kompozytu i materiału osnowy wykazały, że wydajność obróbki elektroerozyjnej osnowy przewyższa wydajność obróbki kompozytu o 6:10%.

EN

The paper deals with problems of high efficiency electrodischarge machining (EDM) of aluminium composites with using a transistor generator. The composite with Al+20%Si+3%Cu+1%Mg matrix and with SiC particle reinforcements were mnufactured by a powder metallurgy method using hot extrusion. The reinforcing phase exhibited an average granularity of 7 um and volume fraction of 5% in the composite. The influence of the following electrical parameters during the machining course and state of the surface after machining were estimated: amplitude of the current in pulse I in the range of 4:16A, duration time of the pulse ti in the range of 32:500 us and filling pulse coeffcient n in the range of 0.4:.8. It was stated, that productivity of EDM is higher if higher is value of current I and pulse filling coefficient n (Fig. 2). The influence of the pulse duration ti, on the productivity, occures only for higher current value I - productivity Vw grows for small ti (Fig. 3). The roughness of the surface was investigated as a function of EDM electrical parameters. Roughness parameters Ra and Rz are highest for the higher current values I (Fig. 4) and growths for higher pulse filling coefficient n (Fig. 5). Moreover a roughness growth for longer time ti was observed (Fig. 5). State of the composite surface after EDM machining was estimated as a result of scaning microscope images investigations - Figures 6 and 7 and of microanalyse probes for selected areas of surface. It has been noticed that small solid remelted areas of material and small craters after eroded material occured on the composite surface after machining. Their dimensions also depend on electrical parameters of EDM machining. Composite surface is enriched in carbon from the decomposed kerosene used as a dielectric during machining (Tab. 1). Comparative reseach of the composite material and matrix material shows that productivity of electrodischarge machining of the matrix is higher than productivity of composite machining by about 6:10%.

10

Annealing and hot deformation of Al-based composite hardened with niobium oxide dispersions.

Blaz L., Kaneko J., Sugamata M., Sierpiński Z., Tumidajewicz M.

Archives of Materials Science

|

2005

|

Vol. 26, nr 1-2

73-78

EN

A brief review of structural investigation and results of mechanical tests for mechanically alloyed Al-based composites is presented. As an example, the effect of annealing temperature on the structure and properties of Al-Nb2O5 composite was discussed. It was found that chemical reaction between components during aging at 873 K resulted in an increase of material porosity. Opposite effect of the local volume increase due to intermetallic grain growth was not efficient enough to eliminate the porosity of the annealed material. Annealing of the composite at 873 K was found to result in material hardening. The hardness maximum was observed for samples annealed for 12 h at 873 K. Following softening at prolonged annealing time was ascribed to the grain coarsening and increased porosity of the composite. High strength of the composite, suspected from highly refined structure of the material, was proved by hot deformation tests at 623-903 K.

11

Struktura geometryczna powierzchni kompozytów aluminiowych po obróbce elektroerozyjnej

Trzaska M., Biało D., Perończyk J.

Kompozyty

|

2004

|

R. 4, nr 11

278-283

PL

Praca dotyczy wpływu obróbki elektroerozyjnej (EDM) na strukturę geometryczną powierzchni kompozytów aluminiowych. Kompozyty o osnowie Al + 20% Si + 3% Cu + 1% Mg z fazą zbrojącą w postaci cząstek AI2O3, SiC i Si3N4 wytworzono z proszków przez prasowanie, spiekanie i wyciskanie na gorąco. Faza zbrojąca stanowiła 5% obj. kompozytu. Obróbkę EDM prowadzono z wykorzystaniem generatora RLC. Jako dielektryk stosowano naftę. Obróbkę realizowano przy różnych wartościach energii wyładowań zmieniającej się w zakresie 0,044 10(-3)--2,268 10(-3) J. Określano wydajność obróbki Vv i chropowatość powierzchni. Wykazano, że na przebieg obróbki EDM wpływa głównie energia wyładowań elektrycznych. Ze zwiększeniem energii wyładowań zwiększa się wydajność obróbki, wzrasta także chropowatość powierzchni. Stan powierzchni po obróbce EDM oceniano na podstawie zdjęć z obrazów z elektronowego mikroskopu skaningowego. Stwierdzono, że na powierzchni materiałów po obróbce EDM występują drobne, wykrystalizowane obszary po nadtopieniach materiału. Ich rozmiary zwiększają się wraz ze wzrostem energii wyładowań. Wpływa to znacząco na parametry chropowatości. Wykazano, że rodzaj materiału fazy zbrojącej wpływa na wydajność obróbki EDM. Obróbka przebiega najszybciej dla materiału osnowy. Obecność nieprzewodzącej prądu elektrycznego fazy Al2O3 i Si3N4 w osnowie wpływa na znaczne zmniejszenie wydajności obróbki. W zakresie stosowanych parametrów obróbki EDM nie stwierdzono istotnego wpływu rodzaju materiału fazy zbrojącej na chropowatość powierzchni.

EN

The paper deals with the problems of influence of electrodischarge machining (EDM) on the surface microgcometry of aluminium matrix composites. The composites with Al + 20% Si + 3% Cu + 1% Mg matrix and with particles reinforcing phase Al2O3, SiC and Si3N4 were manufactured from powders in compaction, sintering and hot extrusion processes. Volume fraction of reinforcing phase in composites was 5% (Tab. 1). Generator RLC type was used to perform EDM process (Fig. 1). Kerosene was used as a dielectric. During EDM process different energies of single discharge in the range of 0,044 10(-3) to 2,268 10(-3) J (Tab. 2) were utilised. The following parameters were determined: productivity of EDM process and surface roughness Ra. It was shown that energy of the single discharge influences mainly on the EDM process running (Fig. 2). The higher was energy of the single discharge the higher were the productivity of the process and roughness of the composite surfaces. State of the composite surface after EDM was estimated on the base of the scanning microscope images (Figs. 3, 4). It has been noticed that at the material surface after EDM small, solid remelted areas occured. Their dimensions are growing up with increasing of the energy of a single discharge. This phenomenon signifficantly influences on the surface roughness parameters. Moreover the type of the material of reinforcing phase influences the productivity of EDM process (Fig. 2). The speed of machining is the highest for the matrix material. Presence of the electrical non-conductive phases Al2O3 and Si3N4 in the matrix decreases the machining productivity. In the range of EDM process parameters which were used during the investigations, the influence of the type of the reinforcing phase material on surface roughness was not noticed (Fig. 5).

12

On the effect of the structure of aluminium matrix composites on course and efficiency of EDM process.

Biało D., Perończyk J., Trzaska M.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2004

|

Vol. 28, nr 4

55-65

EN

The paper deals with the problems of electrodischarge machining (EDM) of aluminium matrix composites. The composites with Al - 20% Si - 3% Cu - 1% Mg matrix and with particles reinforcing phase Al2O3, SiC and Si3N4 were manufactured from powders in compaction, sintering and hot extrusion processes. Volume fraction of reinforcing phase in composites was 5%. During EDM process different energies of single discharge in the range of 0.044 x 10 to -3 J to 2,268 x 10 to -3 J were utilised. The following parameters were determined: productivity of EDM process Vw, wear of electrode Qw and surface roughness Ra. It was shown that energy of the single discharge influences mainly on the EDM process running. The higher was energy of the single discharge the higher were the productivity of the process and roughness of the composite surfaces.

PL

Praca dotyczy obróbki elektroerozyjnej (EDM) kompozytów aluminiowych. Kompozyty w osnowie Al - 20% Si - 2% Cu - 1% Mg z fazą zbrojącą w postaci cząstek Al2O3, SiC3N4 wytworzono z proszków przez prasowanie, spiekanie i wyciskanie na gorąco. Faza zbrojąca stanowiła 5% obj. kompozytu. Obróbkę EDM realizowano przy różnych wartościach energii wyładowań zmieniającej się w zakresie 0.044 x10 do-3 J - 2.268 x 10 do -3 J. Określono wydajność obróbki Vw, współczynnik zużycia elektrody Qw i chropowatości powierzchni Ra. Wykazano, że na przebieg obróbki EDM wpływa głównie energia wyładowań elektrycznych. Ze zwiększeniem energii wyładowań zwiększa się także wydajność obróbki oraz chropowatość powierzchni.

13

Wear properties of 10% sub-micron Al2O3/6061 aluminium alloy composite

Al-Qutub A. M., Allam I. M., Qureshi T. W.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2002

|

Vol. 7, Spec. is

329-334

EN

The effect of reinforcing 6061 Aluminum alloy with 10% sub-micron Al2O3 by volume on the wear properties was studied using a pin-on-disc type tribometer as well as Vickers micro-Hardness tester. The dry wear test, for the alloy and the composite, was performed at room temperature under different loads with a relative speed of 1 m/s. The pin was either made of the 6061 alloy or the composite. The counter face was made of AISI 4140 tool steel disc. Three wear mechanisms were observed: abrasion, surface fatigue, and adhesion. Almost all wear mechanisms were observed in combination under different loads. However, abrasion was dominant at low loads, delamination wear was dominant at higher loads and adhesion was more clear at extreme loads. The presence of sub-micron Al2O3 particles in the composite increased both hardness and wear resistance. Depending on the load, the wear resistance increased by 20% to 106% with the ceramic reinforcement. Also, the transition load, from mild to sever wear, was increased due to the addition of the ceramic.

14

Perspektywy stosowania aluminium w budownictwie mostowym

Jarominiak A.

Inżynieria i Budownictwo

|

2001

|

R. 57, nr 9

502-506

PL

Scharakteryzowano stopy i kompozyty z aluminium, które mogą być w przyszłości stosowane w budownictwie mostowym. Stwierdzono, że współcześnie szczególnie korzystne jest stosowanie stopów aluminium w modernizacji mostów. Gdy trzeba zwiększyć klasę istniejącego obiektu mostowego, usunięcie ciężkiego pomostu i zainstalowanie lekkiego pozwala uniknąć wymiany całej konstrukcji obiektu.

EN

The paper presents the aluminium alloys and composites, the greatests achievements of aluminium metallurgy which could be use in the future bridge construction. The interest of use aluminium in the bridge construction results of the Iow density, the high corossion resistant and high strength of some aluminium alloys. Now, the most effective is use aluminium in bridge modernization e. g. in the case when you must rise the class of existing bridge removing heavy deck and installing light alloys to avoid interchange of the whole construction.

15

Odkształcalność kompozytów na osnowie stopów aluminium wzmacnianych cząstkami węglika krzemu. Cz. I. Kompozyty - klasyfikacja, metody wytwarzania, własności mechaniczne, zastosowanie.

Kurtyka P., Płonka B., Wierzbiński S.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2000

|

R. 45, nr 1

23-28

PL

Na podstawie studiów literaturowych w artykule przedstawiono kryteria klasyfikacji kompozytów, rodzaje i formy faz zbrojących kompozyty z uwzględnieniem reakcji na granicy osnowa-faza zbrojąca. Omówiono także podstawowe zagadnienia związane z wytwarzaniem kompozytów, w tym głównie kompozytów na osnowie metalowej wzmacnianych cząstkami węglika krzemu, jak również metody oceny ich własności mechanicznych w aspekcie zastosowań przemysłowych.

EN

Criterions of composites' classification, the kinds and forms of the phases reinforcing composites, taking into account the reactions on the matrix-reinforcing phase are presented, grounded on literary studies. The principal problems bound with generation of composites, especially of metal-matrix ones, reinforced with particles of silicon-carbide, and the methods of evaluation of their mechanical properties for industrial applications are talked over.

16

Odkształcalność kompozytów na osnowie stopów aluminium wzmacnianych cząstkami węglika krzemu. Cz. III Wpływ warunków odkształcania na zdolność do odkształceń plastycznych w kompozytach AA2024/SiC(p).

Płonka B., Wierzbiński S.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2000

|

R. 45, nr 4

225-232

PL

Przedstawiono wybrane własności mechaniczne kompozytu AA2024/SiC(p) w aspekcie możliwości kształtowania plastycznego w warunkach wysokotemperaturowego odkształcania. Ponieważ osnowa kompozytu wykonana została ze stopu ulegającego przemianie fazowej, analizowano współdziałanie mechanizmów umocnienia odkształceniowego i wydzieleniowego w kontekście procesów odnowy strukturalnej - zdrowienia i rekrystalizacji dynamicznej. Ustalono optymalne warunki temperaturowo-prędkościowe kształtowania plastycznego kompozytu w szerokim zakresie temperatur i prędkości odkształcania oraz wzajemną relację pomiędzy mechanizmami umocnienia odkształceniowego i wydzieleniowego a procesami odnowy strukturalnej.

EN

Selected mechanical properties of the composite AA2024/SiC(p), are presented, in relation to its plastic formability, in conditions of high temperature deformation. The cooperation of the mechanism of deformation and precipitation strengthenings were analysed contextual with structural reconditioning-recovery and dynamic recrystallization, as the composite-matrix was an alloy being subject to phase change. The optimum conditions for thermal and velocity plastic formation of the composite within broad temperature and velocity ranges, die reciprocal relation between the mechanisms of deformation and precipitation strengthening and the processes of structural reconditioning were determined.

17

Odkształcalność kompozytów na osnowie stopów aluminium wzmacnianych cząstkami węglika krzemu. Cz. II Charakterystyki mechaniczne wysokotemperaturowego odkształcania kompozytu AA6061/SiC(p).

Kurtyka P.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2000

|

R. 45, nr 3

178-186

PL

Przedstawiono wyniki analizy charakterystyk mechanicznych wysokotemperaturowego odkształcania (sigma-epsilon) kompozytu na osnowie stopu aluminium AA6061 (PA45) zbrojonego cząsteczkami SiC o wielkości 1 i 8 mikrometrów. Na podstawie wyników badań ustalono zakresy temperatur i prędkości odkształcania, w których istnieje możliwość plastycznego kształtowania kompozytu, a także określono wybrane własności wytrzymałościowe kompozytu w podwyższonych temperaturach. Analizowano również współdziałanie mechanizmu umocnienia odkształceniowego i wydzieleniowego z procesami odnowy strukturalnej, w tym głównie zdrowienia i rekrystalizacji dynamicznej.

EN

The authors present the results of the analysis of mechanical characteristics of high-temperature strain (sigma-epsilon) of the aluminium alloy based composite AA6061(PA45), reinforced with 1 and 8 micrometres particles of SiC. The range of temperature, the deformation-velocities at which exists the ability of plastic formation of the composite and some selected thermal strength-qualities of the composite, at elevated temperatures, have been defined. The cooperation of the mechanism of deformation-reinforcement and structural restoration, chiefly that of recovery, and dynamic recrystallization have been analysed too.

18

Kompozyty z wiórów aluminium i jego stopów utwardzane żelazochromem.

Gronostajski J., Marciniak H., Matuszak A.

Mechanik

|

2000

|

R. 73, nr 12

862-865

PL

Przeprowadzono analizę wpływu fazy utwardzającej wprowadzonej do wiórów Al, PA2 i PA6 tworzących osnowę oraz parametrów technologicznych wytwarzania kompozytów na ich właściwości mechaniczne. Stwierdzono, że nagrzewanie w powietrzu nie powoduje istotnego utleniania powierzchni cząstek wiórów pogarszającego procesu ich spajania. Stosowanie atmosfery ochronnej lub próżni jest wiec niecelowe. Krzywe umcnienia kompozytów w temperaturze 20, 150, 300 i 450 stopni C charakteryzują sie stale rosnącymi wartościami naprężenia w funkcji odkształcenia zarówno w niskiej, jak i w wysokiej teperaturze. Badania metalograficzne wykazały, że w wyniku dużych odkształceń plastycznych, niszczących warstwę tlenków na powierzchni wiórów i umożliwiających dyfuzyjny transport materii orzymano materiał niemal całkowicie pozbawiony nieciągłości. Gęstości względne kompozytów po wciskaniu na gorąco osiągają wartości powyżej 98%.

EN

Analysis of the infuence of the hardening phase introduced into the chips Al, Pa2 and PA6 creating a matrix and parameters of composite producing process upon their mechanical properties.

19

The effect of magnesium on the microstructure of AK7-SiCP composites

Braszczyńska K. N.

Krzepnięcie Metali i Stopów

|

2000

|

R. 2, nr 44

33--38

EN

The article presents the results of the microstructural investigations of aluminium composites reinforced with silicon carbide particles. The addition of magnesium applied to the matrix alloy has enabled durable and adhesive bonds between the components to be obtained. The studies have also revealed the effect of magnesium on the microstructure of the matrix alloy itself, the occurrence of Mg2Si precipitates, and changes in the composition of the eutectics.

PL

Praca przedstawia wyniki badań mikrostrukturalnych kompozytów aluminiowych umacnianych cząstkami węglika krzemu. Zastosowany dodatek magnezu do stopu osnowy pozwolił na uzyskanie trwałych i spójnych połączeń pomiędzy komponentami. Badania ujawniły również wpływ magnezu na mikrostrukturę samego stopu osnowy, powstawanie wydzieleń Mg2Si oraz zmiany w składzie eutektyk.

20

Odlewane aluminiowe kompozyty "in situ", umacniane węglikami tytanu

Fraś E., Janas A., Wierzbiński S., Kolbus A.

Krzepnięcie Metali i Stopów

|

2000

|

R. 2, nr 43

167--174

PL

Kompozyty na osnowie metalicznej MMCs - (metal matrix composites) do których zaliczane są kompozyty na osnowie aluminium wzmacniane węglikiem tytanu (Al+TiC) postrzegane są jako perspektywiczne materiały konstrukcyjne o szerokim spektrum zastosowań ze względu na korzystny stosunek wytrzymałości do gęstości, znaczną sztywność i stabilność własności, jak również odporność na korozję chemiczną w warunkach długotrwałej eksploatacji w podwyższonych temperaturach. Przykładem zastosowań tych kompozytów mogą być bloki silników spalinowych, wkładki do tłoków oraz korbowody. [...]